逆变器低电压穿越测试方法
光伏并网逆变器零电压穿越技术研究
光伏并网逆变器零电压穿越技术研究媒体：《控制与传动》发布时间：2014-1-21 13:40:271引言随着传统能源资源的不断枯竭，新能源技术的不断发展，光伏发电系统已成为电力能源中的重要组成部分。
随着光伏发电穿透功率的增加，将对电网的安稳性带来新的挑战。
当电网发生瞬时故障时，如果大容量的光伏发电单元不能维持电网的电压和频率，这对电力系统的稳定性造成很大的影响。
具有波动性特点电站大规模并网发电时，如果其不具备低电压穿越能力(LowVoltageRide-Through，LVRT)，将会对电网的安全稳定运行带来极大的隐患，故LVRT能力显得尤为重要。
低电压穿越（LVRT），是指当电力系统事故或扰动引起电网电压跌落时，光伏发电系统保证不脱网连续运行，支持电网故障恢复直到电压达到正常水平，从而穿越低电压这个区域。
在国内外风电系统中，已经相应制定了新的电网运行准则，规定了风电系统并网运行条件中必须具有低电压穿越能力。
国内光伏发电系统中，已经制定了相关准则对低电压穿越能力提出要求。
国网电力科学研究院率先展开了低电压穿越和相关检测装置的研究和标准制定工作。
并在低电压穿越基础上根据电网实际要求提出了零电压穿越能力光伏逆变器入网要求。
本文在介绍低电压穿越控制基础上分析零电压穿越相关要求的基础上，展开了零电压穿越试验的控制研究工作，给出了相关实验结果波形。
2技术要求根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964-2012标准要求，当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围内和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。
图1为光伏发电站应满足的低电压穿越要求（1）光伏发电站并网点电压跌至0时，光伏发电站应能不脱网连续运行0.15s；（2）光伏发电站并网点电压跌至曲线1以下时，光伏发电话可以从电网切出。
图1光伏发电站的零电压穿越能力要求3动态无功支撑能力电力系统发生不同类型故障时，若光伏发电站并网点考核电压全部在图1中电压轮廓线及以上的区域内光伏发电站应保证不脱网连续运行；否则，允许光伏发电站切出。
低电压穿越技术(2011-9-28)
风力发电低电压穿越技术1. 低电压穿越技术的提出在风电场容量相对较小并且分散接入时，系统故障时风电场退出运行不会对系统稳定造成影响。
随着风电装机容量在系统中所占比例增加，风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视。
世界各国电力系统对风电场接入电网时的要求越来越严格，甚至以火电机组的标准对风电场提出要求。
包括低电压穿越（Low Voltage Ride Through ，LVRT ）能力，无功控制能力，甚至是有功功率控制能力等，其中LVRT 被认为是对风电机组设计制造技术的最大挑战。
2. 低电压穿越的定义及要求定义：低电压穿越（LVRT ），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)。
要求①：我国对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省（区域）级电网，要求该电网电机组能够保证不脱网连续运行。
3. LVRT 国内外研究现状风力发电系统，根据发电机转速，可以分为失速型与变速恒频型，其中变速恒频又可以分为双馈型和直驱型；根据传动链组成，可以分为有齿轮箱和直接驭动型；有齿轮箱又可以分为多级齿轮+高速发电机型与单级齿轮+低速发电机型。
目前市场上风机类型可概括为三类,即直接并网的定速异步机FSIG(fixed speed induction generator)、同步直驱式风机PMSG(permanent magnetic synchronous generator)和双馈异步式风机DFIG(doubly-fed induction generator)。
这三种机型, FSIG 属于淘汰机型，以后的发展趋势是PMSG 和DFIG 。
①目前，各国对低电压穿越的要求不同，其中在行业中影响最大的是德国的E.ON 标准。
②低电压穿越特性曲线主要是由故障期间的电压最低值（即低电压穿越曲线中U/UN 的最小值）电压最低点的时间长度和故障恢复时间来决定。
低电压穿越试验检测装置
低电压穿越试验检测装置用户使用手册目录第一章概述 (2)第二章技术条件 (3)2.1 环境条件 (3)2.2 执行现行国家标准 (4)第三章装置技术说明 (4)3.1 功能特点 (4)3.2 技术参数 (5)第四章装置使用说明 (6)第一章概述2011年4月，随着国家发改委出台了关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知，2011年中国光伏市场前景大好，中国光伏装机容量增长依旧强劲，2011全年的安装量达到2GW，2012年装机超过4GW。
到2015年底和2020年底，分别达到20GW和50GW。
由此可见未来几年的光伏市场潜力和产能需求非常大。
随着光伏在电力能源中所占比例越来越大，光伏发电系统对电网的影响已不容忽视。
尤其是我国光电大规模集中式开发，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦光伏逆变器自动脱网可能造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行。
因此，大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越能力(Low V oltage Ride Through，LVRT)。
其并网必须满足相应的技术标准，只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许光伏逆变器脱网，当电压在凹陷部分时，逆变器应提供无功功率。
目前，丹麦、德国等欧洲国家制定了新的电网运行准则；在国内，国家电网公司也已发布了《光伏电站接入电网技术规定》、《光伏电站接入电网测试规程》。
然而，目前国内试验和测试手段匮乏，尚不能研制与技术标准相配套的低电压穿越测试装置（电压跌落发生装置），低电压穿越等测试试验无法在现场进行，难以为光伏电站并网验收试验提供有效的技术支撑，也严重制约我国光伏发电的应用和发展。
为了提高我国光伏逆变器并网运行检测能力，推动光伏发电配套设备的自主创新，解决我国光伏发电并网运行的瓶颈，中国电科院中电普瑞科技有限公司在成功研制张北国家风光储实验基地风电检测中心35kV/6MV A电压跌落发生装置的基础上，通过自主创新进一步研制出国内首创的光伏逆变器低电压穿越测试装置。
低电压穿越技术规范书
低电压穿越技术规范书1 总则1.1低电压穿越技术规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2低电压穿越技术规范书要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。
1.3低电压穿越技术规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文。
供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
2 低电压穿越技术使用条件2.1低电压穿越技术环境条件a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃；b) 户外环境湿度要求：0~90% ；c) 海拔高度：0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。
2.2安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。
2.3储存条件a）环境温度－50℃～50℃；b）相对湿度0～95% 。
2.4低电压穿越技术工作条件a) 环境温度－40 ºC～40ºC；b) 相对湿度10%～90%，无凝露。
2.5低电压穿越技术电力系统条件a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。
b) 电网频率允许范围：48~52Hz；c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%；d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。
2.6负载条件负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。
其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。
本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。
2.7接地电阻：<=5Ω。
3低电压穿越技术检测平台的技术要求3.1 结构及原理要求根据模拟实际电网短路故障的要求，测试系统须采用阻抗分压方式，原理如下图1所示(以实际为准)。
IEC标准《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》发布
IEC标准《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》发布
佚名
【期刊名称】《电器与能效管理技术》
【年(卷),期】2015(000)023
【摘要】近日,在南非召开的国际电工委员会（IEC）太阳能光伏能源系统技术委员会（TC82）年会上,由国家电网公司专家作为召集人主导编制的《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》提前一年获批发布,标准编号IEC TS62910∶2015。
【总页数】1页(P81-81)
【正文语种】中文
【中图分类】TM52
【相关文献】
1.基于不同测试环境的光伏并网逆变器低电压穿越能力验证方法 [J], 时珊珊;张双庆;林小进;李红涛;包斯嘉
2.科士达500kW光伏并网逆变器通过低电压穿越测试 [J],
3.国网主导编制IEC标准《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》发布 [J],
4.国家电网公司主导编制的IEC标准《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》提前1年获批发布 [J],
5.IEC《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》国际标准提案获准立项 [J],
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低电压穿越规范
低电压穿越当前光伏发电已成为太阳能资源开发利用的重要形式，其中大型光伏电站的接入，将对电网的安全稳定运行产生深刻影响，特别是在电网故障时光伏电站的突然脱网会进一步恶化电网运行状态，带来更加严重的后果。
当光伏电站渗透率较高或出力加大时，电网发生故障引起光伏电站跳闸，由于故障恢复后光伏电站重新并网需要时间，在此期间引起的功率缺额将导致相邻的光伏电站跳闸，从而引起大面积停电，影响电网安全稳定运行[3]。
因此，亟须开展大型光伏电站低电压穿越技术的研究，保障光伏电站接入后电网的安全稳定运行。
一、低电压穿越使用条件1、环境条件a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃；b) 户外环境湿度要求：0~90% ；c) 海拔高度： 0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。
2、低电压穿越安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。
3、储存条件a）环境温度－50℃～50℃；b）相对湿度 0～95% 。
4、低电压穿越工作条件a) 环境温度－40 ºC～40ºC；b) 相对湿度 10%～90%，无凝露。
5、低电压穿越电力系统条件a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。
b) 电网频率允许范围：48~52Hz；c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%；d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。
6、低电压穿越负载条件负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。
其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。
本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。
7、低电压穿越接地电阻：<=5Ω。
二、低电压穿越技术要求光伏电站低电压穿越技术（Low Voltage Ride Through，LVRT）是指当电网故障或扰动引起的光伏电站并网点电压波动时，在一定的范围内，光伏电站能够不间断地并网运行。
并网光伏电站低电压穿越能力检测技术
给定值 ， 来 控 制有功 电流 ， 进而 控制 输 出 电流 。 当 电 网 出现 故 障时 ， 首先 ， 控 制器 检 测 出 电压 跌落 ， 迅 速 断 开外 环 ； 其 次 ，以正常 运行 时 有 功 电流 值 作为 参 考值 （ 设其 为ｉ ｄ ） ， 控制 逆变 器输 出 电流 ， 降低有 功 功率 ， 从而 一 定程度 上 ， 提 升无功 电流 。这 时最 大无功 电流
ｉ ： ＝
过大。
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（ １ ）
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控 制 最 大 无 功 电 流在 这 个 范 围 内 ， 即 能 有 效 保 证 电流 不 ，臻 吨 吨 ２ ． ２ 仿 真检 测 该平 台低 电压 穿越 能 力
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发 出 了 一套 具 备实 际 意 义 的检 测 平 台 ， 然 而 ，实践 表 明 ， 要 实
２ ． １ 平 台搭 建 与穿 越能 力控制 策略
本 平 台的核 心是 光 伏 逆变 器 ， 具 体 拓 扑结 构 为三 相六 桥 并
瓣 ｎ ● Ｏ
网典 型结构 ， 能合 理将 光伏 直流 电转变 三相 交 流 电。 在 此 平 台下 ， 逆 变 器 的输 出是保 证 并 网光 伏 电站 低 电压 穿 越 的关键 ， 过 电流 会 使逆 变 器 跳开 ， 甚 至 会 损坏 逆 变器 ，导致 光 伏 电站脱 网 ， 要 保 证系 统 的低 电压 穿越 能 力 ， 其核 心就 是 控 制 内环 有 功 电流 。这 是 因为 ， 光 伏 电站 和 风 力 电站 不 同 ， 缺 少 转动 部分 ， 故障产生 之 后 ， 直流侧 电压 值 的变化 也就 不会太 大 ， 因此 ， 输 出 电流就 成 了低 电压 穿越 能 力 的主 要 制约 因素 ， 而无 功 电流难 以有 效 控制 ，最直 接 的方 案 ， 就 是 通过 控 制有 功 电流
[gb18030] 低电压穿越
电压跌落情况下锁相环技术改进
电压跌落情况下锁相环技术改进
基于双二阶广义积分器的软件锁相方法：方案的基本出发点是基于对称分量法的正序电压
分解该法通过基于二阶广义积分器的自适应滤波器来实现电网电压正、负序分量的检测计算，并在此 过程中对电网的谐波分量进行了滤除，该方法能在电网平衡和不平衡条件下精确地获取电网正、负序 分量的相位、幅值及频率信息，因此也具有较好的电网适应性。
电压跌落情况下锁相环技术改进
SOGI优点： 1.当电网出现三相跌落时，锁相环能快速且精确地获取电网电压正序分量的频 率和相位信息。 2.当电网出现三相频率突变（50Hz 变成 30Hz）时，锁相环依旧能快速准确 地获取电网电压正序分量的频率和相位信息。 3.当电网出现三相频率突变且同时含有低次谐波时，锁相环依旧能快速准 确地获取电网电压正序分量的频率和相位信息。
零电压穿越方案
李阳
目录
低电压穿越概述
电压跌落情况下锁相环技术改进 电压跌落并网电流控制方法的改 进
低电压穿越概述
低电压穿越：当电网故障或扰动引起光伏并网系统逆变器并网点的电压跌落 时，在一定电压跌落的范围内，光伏并网逆变器能够不间断并网运行。 对光伏并网逆变器的影响： 硬件： 可能会导致过电压过电流以及随之而来的电磁干扰等问题导致主电路硬件 的损坏 导致数字控制板或驱动电路等受到干扰而丧失控制能力 软件： 低电压冲击意味着各项参数的突然变化，系统的主控算法、锁相环算法、 保护逻辑算法、光伏发电特有的最大功率点跟踪等算法是否可以做出相应的 快速调整，给出准确有力的控制信号 低电压穿越对光伏电池阵列的影响 不再工作于最大功率点状态，而是根据瞬时的功率迅速调节自身输出的电 压和电流，建立起暂态平衡。此时会造成直流母线上的电容电压升高，但是 不会超过光伏电池阵列的开路电压
关于并网逆变器孤岛效应保护和低电压穿越的判断依据及功能介绍
关于并网逆变器孤岛效应保护和低电压穿越的判断依据及功能介绍阳光电源股份有限公司2011.4一、概述低电压穿越功能是指当电网电压跌落时并网逆变器能够正常并网一段时间，“穿越”这个低电压时间(区域)直到电网恢复正常；孤岛效应保护是指当电网断电时并网逆变器应立即停止并网发电，保护时间不超过0.2秒。
可以看出，孤岛效应保护与低电压穿越是相互矛盾的，两种功能不能同时并存，需要根据电站规模和要求进行选择，一般原则如下：✧对于小型光伏电站，并网逆变器在电网中所占的容量较小，对电网的影响较小，在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，即此时并网逆变器应选择孤岛效应保护功能。
✧对于大中型光伏电站，并网逆变器在电网中所占的容量较大，对电网的影响较大，在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备一定的低电压穿越能力，即此时并网逆变器应选择低电压穿越功能。
我司大功率并网逆变器同时具有孤岛效应保护与低电压穿越功能，在实际应用时可通过触摸屏菜单设置，也可通过RS485通讯方式由上位机进行远程设置。
二、低电压穿越功能介绍如图1所示，当并网点电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，并网逆变器必须保证不间断并网运行；并网点电压在图中电压轮廓线以下时，并网逆变器立即停止向电网线路送电。
其中T1=1秒，T3=3秒，也就是说，并网逆变器必须具有在电网电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行1秒的低电压穿越能力，如电网电压在轮廓线内能够恢复到额定电压的90%时，并网逆变器必须保持并网运行。
图1：大型和中型光伏电站的低电压耐受能力要求为了实现并网逆变器的低电压穿越功能，并网逆变器需要采用新的软件控制算法，软件控制算法需实时监测电网，并判断电网是否发生电压跌落（平衡或者不平衡跌落）。
当CPU发现电网发生电压跌落故障时，立即启动低电压穿越功能，控制输出电流以及输出的功率，当电网电压在图1所示的曲线以内时，逆变器进入低电压穿越阶段；当电网进入电压恢复阶段，此时并网逆变器输出无功功率起到迅速支撑起电网电压的功能。
基于无功电流注入的光伏逆变器低电压穿越策略
L
iL
iO
UL
Uin
S
C
RO
UO
图 2 Boost 升压电路 Fig.2 Boost converter
图中：Uin 为直流输入电压；U0 为电阻 RO 两端 电压，即输出电压。 当开关管 S 导通时，电感两端
电压 为 输 入 电 压 Uin，当 开 关 管 S 关 断 时 ，电 感 两 端电压为 Uin-U0。
南 方 电 网 科 学 研 究 院 科 技 项 目 （SEPRI-K143003 ）。 作者简介： 许志荣（1989-），男，博士研究生，研究方向为新能源发电及并网控制技术。 E-mail：407849739@
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可再生能源
2015，33（9）
整 个 系 统 由 光 伏 板 、Boost 升 压 电 路 、DC/AC 逆变电路、滤波器和电网组成。 Boost 电路用于匹 配光伏输出电压与逆变器直流电压及实现 MPPT 功能，逆变器用于将直流电能转换为交流电能，将 光伏发出功率输送到电网， 滤波器用于滤除系统 谐波。 在光伏并网控制系统中，采用 MPPT 算法对 Boost 电路开关管占空比进行寻优，实现光伏电池 的最大功率点跟踪；逆变器采用双闭环控制，外环 为直流电压控制，内环为 dq 电流控制；为了简化 设计，采用电感作为滤波器。 1.1 Boost 电路模型及其控制
方面,即当电网发生故障时,保持光伏电站继续并 制切换为电流控制的单环控制。通过 PSCAD 建立
网运行一段时间，当电网故障短时无法恢复时，才 允许脱网[3]。 低电压穿越能力直接关系到光伏发 电的大规模应用[1]。
三相光伏系统模型进行仿真， 仿真结果显示交流 电流在电网跌落期间基本保持稳定， 实现了光伏 系统的低电压穿越功能，具有实用价值。
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逆变器低电压穿越测试方法
逆变器低电压穿越测试是一种用于评估逆变器在低电压条件下的稳定性和性能的测试方法。
该测试旨在模拟逆变器在供电系统电压异常下的工作情况，例如电网故障或瞬时电压下降。
以下是进行逆变器低电压穿越测试的一般步骤：
1. 准备测试环境：确保测试环境符合相关标准和规范。
例如，确保电源线路能够供应足够的电力，并配备适当的保护设备。
2. 测量初始电压：使用合适的测试设备，在逆变器输入端测量初始电压。
该电压应为额定电压的一定百分比，通常在10%-30%之间。
3. 施加低电压：通过适当的电源控制设备，降低输入电压至预定值。
确保电压降低平稳，且在规定的时间内达到目标低电压。
4. 观察逆变器响应：监测逆变器的输出电压和电流，并记录下测试期间的变化。
关注逆变器是否能够正常工作并保持输出稳定。
5. 测试参数：可以对逆变器的其他参数进行测试，如频率调整能力、功率因数调整能力等。
根据测试需求，选择适当的测试参数并记录相关数据。
6. 结果分析：根据测试数据，评估逆变器在低电压条件下的表现。
比较其输出波形、频率稳定性等指标与规范或标准的要求，判断逆变器是否符合需求。
7. 测试报告：完成测试后，编制测试报告，详细描述测试环境、测试过程、测试结果等内容。
报告中应包含逆变器的详细型号、规格以及测试日期等信息。
通过逆变器低电压穿越测试，可以评估逆变器在低电压条件下的可靠性和稳定性，为逆变器的设计和选择提供参考依据。
测试结果可用于验证逆变器是否适用于特定的应用场景，以及是否满足相关标准和规范的要求。